湖北师范大学 物理与电子科学学院,湖北 黄石435002
该文基于多模与熊猫光纤耦合设计了一款新型马赫-曾德尔干涉仪传感器, 该传感器对温度和轴向应变均较灵敏, 在温度或应变变化时, 传感器透射谱谐振峰波长发生线性漂移, 通过考察谐振峰波长偏移量来感知应变与环境温度。实验结果表明, 测得最大温度灵敏度为65.45 pm/℃, 最大应变灵敏度为-1.9 pm/με。利用传感器透射谱谐振峰两个波谷的温度和应变灵敏度构建测量矩阵, 实现了温度与应变的同时测量, 消除了交叉敏感。
光纤传感器 马赫-曾德尔干涉仪 熊猫光纤 光纤熔接 温度和应变 optical fiber sensor Mach-Zehnder interferometer Panda fiber fiber splicing temperature and strain
湖北师范大学 物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
在实际工程中, 光纤弯曲传感器有很大的市场需求。该文利用长周期光纤光栅与无芯光纤串联在1根光纤上构成传感器, 实现对弯曲的传感测量。无芯光纤与长周期光纤光栅级联后, 输出的透射谱中产生了大量对弯曲敏感的谐振峰, 实验考察了波峰1、2的中心波长随弯曲曲率的变化关系。研究结果表明, 波长漂移量与弯曲曲率间存在很好的线性关系, 实验测得弯曲灵敏度分别为-12.51 nm/m-1与-12.504 nm/m-1。该传感器具有结构简单、弯曲灵敏度高,成本低,重复性好等优点, 在大型建筑物与桥梁等弯曲测量领域具有一定的应用价值。
弯曲传感器 长周期光纤光栅 多模式干涉仪 无芯光纤 曲率 bending sensor long-period fiber grating multi-mode interferometer no-core fiber curvature
湖北师范大学物理与电子科学学院，湖北 黄石 435002
提出了一种基于多芯光纤的马赫-曾德尔干涉仪，其由单模-多芯-多模-单模光纤拼接而成，其中多模光纤充当耦合器，单模光纤与多芯光纤错位熔接形成不对称结构。实验研究了干涉仪的弯曲应变与轴向应变特性。实验结果表明，当干涉仪弯曲时，干涉仪透射谱波长发生线性漂移。利用波长变化可调解出弯曲的曲率大小，并且最大弯曲曲率灵敏度为-16.88 nm/m-1。当干涉仪向0°和180°方向弯曲时，波谷波长漂移方向相反，由此可初步判断弯曲方向。此外，干涉仪对轴向应变也有较好的敏感性，利用测得的弯曲曲率与轴向应变灵敏度构建测量矩阵，可实现弯曲曲率与轴向应变的同时测量，并消除交叉敏感。
激光光学 光纤弯曲传感器 马赫-曾德尔干涉仪 多芯光纤 错位熔接 曲率 轴向应变 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2314002
湖北师范大学物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
利用飞秒激光油液辅助的加工方式,在单模光纤端面附近制作出20 μm直径的精密柱形微孔。利用微孔与光纤端面形成了具有明显光拍和游标效应的法布里-珀罗传感器,实现了对环境参数的测量。实验结果显示了传感器对外界温度、湿度、折射率以及气压具有较好的线性响应,传感器具有-0.0669 dB/℃的低温灵敏度、0.74 nm/%RH的湿度灵敏度、6.5 nm/RIU的折射率灵敏度、12.23 pm/℃的高温灵敏度以及1.743 dB/MPa的气压灵敏度。该传感器具有制作简单、性能稳定、结构紧凑等优点。
激光光学 飞秒激光精密加工 光纤微孔 光纤传感 游标效应 法布里-珀罗传感器 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111425
湖北师范大学物理与电子科学学院, 湖北 黄石, 435002
将多模光纤两端与单模光纤正对拼接在一起,通过光纤微孔及不同芯径光纤拼接构成一个复杂的马赫-曾德尔干涉仪,利用该干涉仪构成一款新型高温与折射率传感器。实验发现,传感器透射谱中谐振峰波谷dip 1的波长只随环境温度发生线性漂移,波谷dip 1的峰值强度只随环境折射率发生线性漂移。据此利用波谷得到一个关于温度与折射率的测量矩阵,实验测得高温灵敏度达到18.55 pm/℃,折射率灵敏度达到-155.2 dB/RIU(RIU为折射率单元)。利用波谷dip 1的这个特性实现了高温与折射率同时测量,不存在交叉敏感。该传感器结构紧凑简单、性能稳定、灵敏度高。
光纤光学 温度与折射率传感器 光纤传感 飞秒激光微加工 激光与光电子学进展
2019, 56(17): 170633
